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如何确定板式塔的操作区和操作弹性?塔内会出现哪些不正常现象?

Ailing 2018-08-03 12:38:54
如何确定板式塔的适宜操作区以及操作弹性?随着气、液相负荷的变动,操作会出现哪些不正常的现象?
    答:了解蒸馏塔塔板的流体力学特性对于提高塔的处理能力、改善产品分割具有重要的意义。随着塔内气、液相负荷的变化,操作会出现以下不正常的现象:
    (1)雾沫夹带:雾沫夹带是指塔板上的液体被上升的气流以雾滴携带到上一层塔板,从而降低塔板的效率、影响产品的分割。塔板间距越大,液滴沉降时间增加,雾沫夹带量可相应减少。与现场生产操作有关的是气体流速变化的影响,气体流速越大阀孔速度(或网孔气速)、空塔气速均相应上升会使雾沫夹带的数量增加。除此之外雾沫夹带量还与液体流量、气、液相黏度、密度、界面张力等物性有关。
    (2)淹塔:淹塔是发生在塔内,气、液相流量上升造成塔板压降随之升高,由于下层塔板上方压力提高,如果要正常地溢流,入口溢流管内液层高度也必然升高。当液层高度升到与上层塔出口持平时,液体无法下流,造成淹塔的现象。淹塔一般是在塔下部出现,也就是在最低的一条抽出侧线油品颜色变黑。它与处理量过高、原油带水、汽提蒸汽量过大等因素有关。
   (3)漏液:塔板漏液的情况是在塔内气速过低的条件下产生的。浮阀、筛孔、网孔、浮喷等塔板,当塔内气速过低时,板上的液体就会通过升气孔向下一层塔板泄漏,导致塔板分离效率降低。漏液的现象往往是在开、停工低处理量操作时出现,有时也与塔板设计参数选择不当有关。
    (4)降液管超负荷及液层吹开:液体负荷太大而降液管面积太小,液体无法顺利地向下一层塔板溢流也会造成淹塔。液体流量太小,容易造成板上液层被吹开,导致气体短路,影响分离效果。这些现象生产操作时极少发生。
    通过计算很容易确定允许雾沫夹带量(0. lkg液体/lkg气体)、允许泄漏量(该塔板液体流量的10%)、淹塔、降液管超负荷、液层吹开等与气、液相流量的对应关系曲线,这些曲线所形成的闭合区域就是这块塔板的适宜操作区。塔的适宜操作区如图2 -2所示。每块塔板由于其操作条件、气液相的物性互不相同,若绘制出它们的适宜操作区的图形亦不相同,对每一块塔板均有其不同的操作上限、操作下限以及操作弹性。操作上限是指雾沫夹带达到最大允许的数量或产生淹塔的最小空塔气速(亦即操作线OA、OA’与雾沫夹带线交点C或与淹塔线交点Cr)。操作线与泄漏线交点的气速为塔的操作下限气速,上、下限气速之比则是该塔板的操作弹性。
    对一座原油蒸馏塔不同截面的气液相负荷变化很大,为表征全塔的操作弹性,应从不同截面的上限操作裕量(指上限气速与设计气速之比)进行比较,其中最小者为全塔上限操作裕量。不同截面下限系数(下限气速与设计气速之比)最高者为全塔的下限系数。全塔上限操作裕量与全塔下限操作系数之比则为该塔的全塔操作弹性。